云南省農業(yè)資源壓力的空間分布

余祖亮， 潘玉君， 孫 俊， 潘永平， 肖 翔， 成忠平

(云南師范大學旅游與地理科學學院，云南昆明 650500)

農業(yè)資源是農業(yè)生產的基礎，與自然、經濟、人文、社會、制度等有著密切聯(lián)系，它們對農業(yè)生產既有約束性又有推動力[1-3]。農業(yè)資源保證了糧食與生態(tài)環(huán)境安全，進一步協(xié)調了人口、經濟、社會等關系。但隨著城鎮(zhèn)化日益擴大，建設用地占用農業(yè)耕地的現(xiàn)象普遍存在。再加上人口數(shù)量居高不下，物質文化消費日益增長，生態(tài)環(huán)境承載力與日俱增的今天，農業(yè)資源系統(tǒng)人地關系顯得尤為緊張[2]。因此，農業(yè)資源安全在農業(yè)經濟活動、生態(tài)環(huán)境、社會生活中的基礎性作用日顯重要。

我國既有文獻從不同尺度與視角研究了農業(yè)資源壓力，主要有：(1)全國尺度。農業(yè)資源壓力具有“由西向東”和“由北向南”增大的規(guī)律，兼具海陸地帶性和緯度地帶性雙重特點，主要是與經濟、人口密度以及氣候因子密切關系的分布特征[4]。(2)區(qū)域尺度。農業(yè)資源壓力最大的是四川盆地一帶，最小的是青藏高原地區(qū)。農業(yè)水資源壓力較大的有東北區(qū)、黃淮海區(qū)、西北區(qū)和北部、低中高原區(qū)，農業(yè)耕地資源壓力較大的有長江中下游地區(qū)、江南地區(qū)和華南區(qū)，農業(yè)化肥資源壓力較大的有四川盆地、華南區(qū)和江南區(qū)[4]。(3)省域及以下尺度。農業(yè)資源壓力評價目前很少有縣域尺度，一般是省域和市域相結合的研究，各省域因諸多因素而具有各自實際特征[5]。從農業(yè)資源壓力研究文獻的數(shù)量上說目前并不多，而常見的是農業(yè)資源利用效率所涉及的部分研究，包括農業(yè)資源的可持續(xù)評價、政策方針以及單項農業(yè)資源的研究。其中，云南省耕地資源利用及安全情況已有大量研究，初步系統(tǒng)全面討論了云南省耕地利用的時空變化與特征[6-9]。本研究主要探究了云南省農業(yè)耕地資源、農業(yè)水資源、農業(yè)化肥使用量3方面的空間壓力特征，結論表明目前全省有70%以上的農業(yè)區(qū)其農業(yè)資源壓力均處于較重狀態(tài)，若長久處于或超出，可能帶來更嚴峻的農業(yè)資源問題。

1 研究區(qū)農業(yè)資源概況

云南是一個典型山地大省，全省土地面積的84%為山地，只有約10%的地面相對平緩，處于青藏高原東南緣，氣候主要為亞熱帶山地和高原季風氣候，并且省內各區(qū)域地形地貌、土壤、氣候、經濟狀況、人口發(fā)展等均有明顯差異[9]。就農業(yè)資源來說，隨現(xiàn)代化程度不一，而有顯著的變化，特別是土地資源利用的變化(表1)。其中，耕地資源總量在不斷增加，但實際上是有大部分農業(yè)耕地資源被城鎮(zhèn)建設占用的，耕地總量之所以沒有顯著減少在于后備耕地資源的補給作用。從表1可以看出，荒山草坡有顯著的動態(tài)變化，1996年至2006年減少了491.89萬hm2，百分比下降到17.1%，近幾年數(shù)量基本沒有太大變化。而耕地和林地的逐步增加，實則和后備土地資源的轉化不無關系。顯而易見，耕地資源和城鎮(zhèn)化發(fā)展大致存在著：區(qū)域經濟水平相對發(fā)達，特別是城鎮(zhèn)體系較為發(fā)達，則農業(yè)耕地資源面臨巨大壓力；反之，農業(yè)耕地資源相對豐富的地方社會經濟發(fā)展相對較差的狀態(tài)。農業(yè)水資源與農業(yè)化肥資源方面，伴隨人口增長，農產品需求擴大，農業(yè)生產活動強度遠比從前大，農業(yè)結構也復雜多樣，再加上現(xiàn)代農業(yè)的發(fā)展，總的來說目前云南農業(yè)遠比過去10多年要發(fā)達，而且近年來農業(yè)發(fā)展速度很快，因此對農業(yè)水資源和化肥資源等的需求利用量較大，是農業(yè)生產發(fā)展必不可少的要素與環(huán)節(jié)。但資源的數(shù)量、環(huán)境的容量是有限的。云南水資源雖然豐富，但時空分布不均，在農業(yè)越來越發(fā)達的今天，各區(qū)域農業(yè)水資源的壓力顯得越來越凸出，而化肥的使用也越來越普遍，使用頻率偏高，一定程度上給生態(tài)環(huán)境帶來了損害。因此必須明確各區(qū)域農業(yè)資源所處的狀態(tài)，以科學可持續(xù)發(fā)展觀為指導，促進云南農業(yè)現(xiàn)代化戰(zhàn)略的發(fā)展與人地關系和諧目標的實現(xiàn)。

據(jù)有關研究，云南共分為7個農業(yè)區(qū)：Ⅰ滇中農業(yè)區(qū)(包括昆明、曲靖、玉溪、楚雄)；Ⅱ滇西農業(yè)區(qū)(保山、大理)；Ⅲ滇東農業(yè)區(qū)(紅河、文山)；Ⅳ滇西南農業(yè)區(qū)(普洱、臨滄)；Ⅴ南部邊緣農業(yè)區(qū)(西雙版納、德宏)；Ⅵ滇東北農業(yè)區(qū)(昭通)；Ⅶ滇西北農業(yè)區(qū)(麗江、怒江、迪慶)[9]。滇中區(qū)域在社會經濟層面是云南省中心經濟圈，城鎮(zhèn)化率達39.31%，隨距離增加，經濟輻射力逐級減弱，全省具有中心邊緣特征。而全省農業(yè)分布特點為“西牧東耕”，“北牧南耕”，北旱作農業(yè)，南灌溉農業(yè)。

表1 云南土地資源動態(tài)變化情況

注：數(shù)據(jù)來源于《云南省統(tǒng)計年鑒》(1997、2007、2016年)。

2 研究方法與過程

2.1 指標與數(shù)據(jù)來源

本研究數(shù)據(jù)均源于《云南省統(tǒng)計年鑒》。時間上選取1996年、2006年、2012年3個時間截面做動態(tài)分析。借鑒既有研究，以代表性、可操作性、科學性為指標選取原則，選取糧食總產量、糧食播種面積、農業(yè)用水總量、化肥使用量和總人口為基礎指標，以云南省7個農業(yè)區(qū)為研究單元作空間分布探析[9-11]，也是本研究的重點部分。采用壓力值與壓力指數(shù)衡量云南省各農業(yè)區(qū)農業(yè)資源壓力程度，沿用FAO提出的糧食安全標準，若要達到糧食消費上的安全，每年人均糧食應達到400 kg[4，12]。主要從耕地壓力指數(shù)、農業(yè)用水壓力指數(shù)、化肥壓力指數(shù)3方面做定量測度，所得數(shù)值越大，表示該區(qū)農業(yè)資源壓力越大或該區(qū)某農業(yè)資源的人地關系越緊張。結合云南省實際情況與計算結果，在主客觀劃分法基礎上，將云南省農業(yè)資源壓力指數(shù)劃分為4個等級：ⅰ.輕度壓力區(qū)[0，0.25)；ⅱ.中度壓力區(qū)[0.25，0.5)；ⅲ.較重壓力區(qū)[0.5，0.75)；ⅳ.重度壓力區(qū)[0.75，1]。

2.2 研究方法

在一定區(qū)域范圍內、一定食物自給率和耕地生產率條件下，區(qū)域耕地壓力指數(shù)主要受糧食播種面積、人口數(shù)量和糧食單產水平制約，并且要滿足人均糧食消費的最低要求，即要保證最低人均糧食播種面積限度[4，13]。農業(yè)現(xiàn)代化加快和農業(yè)總量增大的過程中，對水資源的依賴性很凸出，若要保證農業(yè)生產正常運行則需保證最低人均農業(yè)用水量以上。就化肥使用量看，為確保糧食作物的最佳需肥量，則按公頃最高施肥量則1 kg糧食耗肥率為0.072 kg[4，14]。

結合既有研究[4]，農業(yè)資源壓力評價采用實際人均農業(yè)資源耗費量與滿足最小人均糧食需求下糧食單產所需農業(yè)資源量的比值，即實際值與理論值的比。該值的大小反映農業(yè)資源的壓力程度，值越大表示農業(yè)資源消耗越大，反之則耗費小。另外一層含義為，值越大表示該區(qū)人均糧食實際播種面積越小，或者糧食單產水平低，在區(qū)域內該農業(yè)資源壓力越大，反之亦然。計算方法與公式如下：

(1)

其次，對各研究區(qū)(i)偏離最小壓力值程度的測度，采用壓力值指數(shù)。該值表示各農業(yè)區(qū)壓力值偏離研究區(qū)最小壓力值的程度，該值越大表示偏離程度越大，農業(yè)資源安全性越差。

(2)

式中：PT為某區(qū)域某種農業(yè)資源壓力指數(shù)，該值范圍為[0，1]；Pij0為某區(qū)域某種農業(yè)資源壓力值；Pmax為某區(qū)域某種農業(yè)資源壓力值的最大值；Pmin為某區(qū)域某種農業(yè)資源壓力值的最小值。

最后，需要計算某區(qū)域農業(yè)資源的總壓力值見公式(3)，總壓力指數(shù)見公式(2)。

(3)

式中：P為某區(qū)域農業(yè)資源的總壓力值；Pij0為某區(qū)域某種農業(yè)資源壓力值；j為農業(yè)資源種類；n為農業(yè)資源種類的數(shù)量。

3 結果與分析

由上述方法可得云南省7個農業(yè)區(qū)的農業(yè)資源壓力均較重。農業(yè)資源壓力指數(shù)最高的為滇中農業(yè)區(qū)，最低的為滇東北農業(yè)區(qū)。農業(yè)耕地資源壓力最重的為滇中農業(yè)區(qū)，最輕的為南部邊緣農業(yè)區(qū)；農業(yè)供水壓力最大的為南部邊緣農業(yè)區(qū)，最輕的為滇中農業(yè)區(qū)；農業(yè)化肥用量壓力最重的為滇西南農業(yè)區(qū)，最輕的為滇東北農業(yè)區(qū)。具體農業(yè)資源壓力程度見表2。

3.1 農業(yè)資源安全的空間分布與特征分析

總體說，云南農業(yè)資源壓力較大，全省僅有約2個農業(yè)區(qū)為第ⅱ等級(即中度壓力區(qū))，區(qū)域面積只有全省總面積的18%左右，其余的農業(yè)區(qū)均為第ⅲ等級(即較重壓力區(qū))，也就是說云南農業(yè)資源安全的形勢嚴峻。其中耕地資源與化肥使用的壓力顯著，大部分區(qū)是較重壓力區(qū)。相較而言，農業(yè)水資源壓力較輕，僅在南部邊緣農業(yè)區(qū)顯示出較大壓力。農業(yè)資源壓力程度具體的空間分布見圖1至圖4。

表2 云南省各農業(yè)區(qū)資源壓力指數(shù)

注：數(shù)據(jù)來源于云南省統(tǒng)計年鑒2013。

農業(yè)耕地資源壓力。從全省各農業(yè)區(qū)耕地資源壓力指數(shù)看，大多數(shù)農業(yè)區(qū)處于較重壓力，壓力程度由重到輕空間上呈“中心邊緣”特征，耕地壓力指數(shù)空間秩序由高到低為：Ⅰ滇中農業(yè)區(qū)、Ⅵ滇東北農業(yè)區(qū)、Ⅶ滇西北農業(yè)區(qū)、Ⅲ滇東農業(yè)區(qū)、Ⅳ滇西南農業(yè)區(qū)、Ⅱ滇西農業(yè)區(qū)、Ⅴ南部邊緣農業(yè)區(qū)。這樣的空間分布特征一方面與糧食播種面積和單產水平有直接的關系，另一方面，也同經濟發(fā)展、人口增長、生態(tài)環(huán)境保護、農業(yè)基礎建設、地形地貌等有密切關聯(lián)。中心區(qū)域滇中農業(yè)區(qū)耕地資源壓力指數(shù)為1，是耕地資源系統(tǒng)嚴重緊張的區(qū)域。自然環(huán)境方面，該區(qū)域相對全省其他地方地勢較為平坦，地形起伏度較為緩和，主要地形地貌為紅土高原，山間壩子眾多，因此農業(yè)發(fā)展已具一定規(guī)模，而且發(fā)展較其他區(qū)域快。該區(qū)糧食總產量約占全省的33%，該農業(yè)區(qū)糧食單產水平為 4 603 kg/hm2，高出全省466 kg/hm2。人文環(huán)境層面，該區(qū)是典型的經濟開發(fā)強度大的區(qū)域，為全省經濟中心區(qū)域，該區(qū)總量GDP為全省首位，占全省58%，人口稠密，占全省人口總數(shù)的38%，城鎮(zhèn)化建設發(fā)展迅速。該區(qū)耕地資源減少因素主要是非農建設對耕地的占用，生態(tài)退耕、內部農業(yè)基建等。另外該區(qū)耕地資源數(shù)量也存在新增現(xiàn)象，主要為后備土地資源的開發(fā)、土地復墾、土地整理等，但目前來說耕地占用越來越顯著?？傮w上看，全省耕地面積、糧食播種面積的總量均在上升，但人均耕地面積較少、分布不均、自然條件差并逐年下降。近10年來全省年均每人耕地面積大約減少14.9 m2，人均糧食播種面積年均減少約12 m2。云南面積在10 km2以上的山間盆地為375個，總面積2.2萬km2，但已有約30%為建設用地[15]。該區(qū)耕地資源的壓力主要來自人文方面，特別是強速的社會經濟發(fā)展，以及農業(yè)現(xiàn)代化建設。

農業(yè)水資源壓力。從全省各農業(yè)區(qū)水資源壓力指數(shù)看，全省大范圍處于輕度壓力狀態(tài)，且呈“東北輕，西南重”的特征，農業(yè)水資源指數(shù)空間秩序由高到低為：Ⅴ南部邊緣農業(yè)區(qū)、Ⅳ滇西南農業(yè)區(qū)、Ⅱ滇西農業(yè)區(qū)、Ⅲ滇東農業(yè)區(qū)、Ⅶ滇西北農業(yè)區(qū)、Ⅵ滇東北農業(yè)區(qū)、Ⅰ滇中農業(yè)區(qū)。其中壓力指數(shù)最大的南部邊緣農業(yè)區(qū)壓力等級為ⅳ，壓力指數(shù)為1，屬于重度壓力區(qū)。形成此空間分布特征的主要因素是自然和人文兩方面。自然環(huán)境方面，云南全區(qū)地勢西北高東南低，西北為諸多水系的源頭，山脈縱橫，生態(tài)環(huán)境相對脆弱，其水系基本輻射全省。屬于南部邊緣農業(yè)區(qū)的西雙版納位于瀾滄江干流流域，而德宏屬于怒江流域，是發(fā)展灌溉農業(yè)和耗水農業(yè)的優(yōu)越條件之一。此外，云南氣候復雜多樣，降雨豐富，水資源總量較大，其中南部邊緣農業(yè)區(qū)土地面積雖只有約8%，但水資源總量約占全省13%，人均水資源量居云南省首位；云南省南北跨8個緯度，主要為熱帶、亞熱帶，氣溫大致南高北低，河谷、壩區(qū)炎熱，西雙版納勐臘縣的磨憨附近是全省的最南端，年均氣溫20 ℃以上；整個西南部農業(yè)區(qū)(包括南部邊緣農業(yè)區(qū)、滇西南農業(yè)區(qū))主要處于南亞熱帶，氣候主要為南亞熱帶季風氣候和濕潤氣候。良好的自然基礎決定了農業(yè)水資源壓力的空間分布，西南部主要是熱帶作物，灌溉農業(yè)較發(fā)達，是典型的熱帶農業(yè)區(qū)，農業(yè)需水量大，因此雖然水資源十分豐富，但農業(yè)水資源壓力仍然較大。人文環(huán)境層面，云南省社會經濟總體上是東北好于西南，且有中心邊緣特點。南部的農業(yè)區(qū)位于云南省西南部且處于邊緣地帶，二三產業(yè)密度低，農業(yè)經濟地位凸出，農業(yè)生產總值占該區(qū)域總量GDP的30%左右，占全省農業(yè)生產總值的21%。而南部邊緣農業(yè)區(qū)，農業(yè)生產總值占其總量GDP的48%左右。可見該區(qū)域在全省是農業(yè)大區(qū)，且需水農業(yè)密度大，特別是近年橡膠、茶葉、咖啡、熱帶水果等的大規(guī)模種植，西南部農業(yè)區(qū)現(xiàn)代化建設等，對農業(yè)水資源的耗費更大，因此西南端各農業(yè)區(qū)農業(yè)供水量壓力相對高于東北端各農業(yè)區(qū)。

農業(yè)化肥資源壓力。從全省各農業(yè)區(qū)化肥資源壓力指數(shù)看，全省大部分區(qū)域為重度壓力區(qū)和較重壓力區(qū)，東北角壓力最小，是全省的輕度壓力區(qū)。農業(yè)化肥資源指數(shù)空間秩序由高到低為：Ⅳ滇西南農業(yè)區(qū)、Ⅰ滇中農業(yè)區(qū)、Ⅶ滇西北農業(yè)區(qū)、Ⅲ滇東農業(yè)區(qū)、Ⅴ南部邊緣農業(yè)區(qū)、Ⅱ滇西農業(yè)區(qū)、Ⅵ滇東北農業(yè)區(qū)。云南主要為山地農業(yè)和高原農業(yè)，有部分盆地農業(yè)，相較全國平原地區(qū)土壤質地貧瘠，對農用化肥依賴很強。全省農業(yè)化肥資源壓力指數(shù)普遍偏高，符合其化肥投入量大的現(xiàn)實常理。另外，云南大部分地區(qū)農業(yè)發(fā)展快速，農業(yè)化肥投入要求增高。東北角，屬于云南邊遠農業(yè)區(qū)，但地理位置閉塞，雖然農業(yè)開發(fā)較早，但發(fā)育程度及速度略落后其他地區(qū)，主要以旱作農業(yè)為主，薯類、烤煙、油料、經濟林等為主要農業(yè)類型，有特殊作物如天麻等藥材種植，農業(yè)發(fā)育程度相較全省其他區(qū)域低。滇東北全區(qū)人口總量大，大部分地方屬于邊窮地帶，而且受地理環(huán)境約束，能形成規(guī)模效益的農業(yè)不多，因此是云南化肥使用量較少的地區(qū)。

4 結論與討論

從云南省農業(yè)資源壓力空間分布可知全省壓力普遍較重，總壓力指數(shù)在空間上呈“中心邊緣”特征；滇中農業(yè)區(qū)為耕地資源重點保護區(qū)；農業(yè)水資源壓力為“東北輕，西南重”；全省大部分區(qū)域農業(yè)化肥資源壓力均為重度壓力。在農業(yè)現(xiàn)代化推進的同時，要結合各區(qū)域實際，調整農業(yè)資源，制定合理科學、可持續(xù)的農業(yè)資源空間配置，發(fā)展環(huán)境友好、資源節(jié)約、經濟效益高的農業(yè)產業(yè)，還應協(xié)調好農業(yè)發(fā)展與經濟社會發(fā)展、生態(tài)環(huán)境保護等其他方面發(fā)展之間的關系。并遵循農業(yè)生態(tài)學倫理與現(xiàn)代科學技術相結合，根據(jù)各農業(yè)區(qū)實際制定切實有效的農業(yè)調控政策。

農業(yè)耕地資源重點保護區(qū)的滇中農業(yè)區(qū)，該區(qū)耕地資源利用強度大，且農業(yè)耕地資源面臨與非農建設爭地的緊張局面，鑒于該區(qū)是全省最大的消費中心，發(fā)展都市農業(yè)并注重技術密集型農業(yè)布局，以低耗高效農業(yè)替代傳統(tǒng)的耕地密集型農業(yè)將是該區(qū)域農業(yè)發(fā)展的未來趨勢，必要時可以開發(fā)立體空間型的農業(yè)生態(tài)園區(qū)，一方面可以節(jié)約耕地，另一方面也將農業(yè)技術推進了一步。

農業(yè)水資源重點區(qū)為南部邊緣農業(yè)區(qū)，為緩解農業(yè)用水資源壓力，應加大節(jié)水農作研究與發(fā)展力度，積極進行節(jié)水型種植結構調整，推廣實用節(jié)水模式與技術，以保障農業(yè)生產與農業(yè)水資源雙重安全。

農業(yè)化肥資源壓力全省均是高值區(qū)，在化肥使用安全上應引起全省各農業(yè)區(qū)的注意，主要從著重提高化肥利用效率，結合各區(qū)實際情況制定最佳施肥量，并增加有機肥施用比例，適當增加綠肥種植面積，促進農作制度向高效、環(huán)境友好方向發(fā)展[4]。另一方面，應普及農業(yè)人員農業(yè)生產的科普知識，加強農業(yè)生產技術引導，用知識促進農業(yè)投入科學化，實現(xiàn)合理高效環(huán)保的農業(yè)生產。

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